Мантійні сливи тріскають континенти

Магма висхідної енергії має достатню потужність, щоб зламати напружені земні пластини

Вид на Ерта-Ель, діючий вулкан в регіоні Афар. © filippo_jean / CC-by-sa 2.0 gen
читати вголос

Потужна сила: Смаки магми з надр Землі можуть розривати континенти. Їх потужності достатньо для розриву цілих траншейних систем у земляних плитах - але лише в тому випадку, якщо міцна шкіра землі вже напружена, про що повідомляють дослідники в журналі "Nature". Цей процес міг би пояснити, наприклад, як Афарсенке зародився в Ефіопії, там зустрічаються не лише три окопи, тут, мабуть, і мантійний шлейф.

У деяких місцях землі гаряча магма піднімається від нижньої мантії на сотні кілометрів, як стовпчик, нижче земної кори. Гальмований стійкістю твердої скоринки, потік матеріалу поширюється бічно і приймає форму гриба. Плащові шлейфи або короткі шлейфи називають фахівцями такі магма-колони. З часом магма плавиться через земну кору і потім утворює вулкани - острови Гаваї, але також багато вулканів Ісландії завдячують своїм походженням таких гарячих точок.

Однак геологи давно підозрюють, що такі магматичні шлейфи можуть не тільки утворювати вулкани, але навіть можуть розбити цілі континенти. Свідченням цього є Данакільський басейн, низинна країна Ефіопії, Еритреї та Джибуті. Відомий як "Потрійний вузол", цей сайт є тектонічним і вулканічно надзвичайно активним і розташований у роздвоєних канавах, долині Африканської річки, Червоному морі та Аденській затоці.

Чи достатньо сили, щоб зламати плиту землі?

У той же час під басейном Данакіла, Афар-Плюм, є, мабуть, гаряча точка. Тоді постало питання про те, чи може цей шлейф створити траншейні фракції в земній корі. Але оскільки утворення траншей геологічно давно не могло бути підтверджено з цілковитою впевненістю, чи справді шлейф мав силу розбити континент.

Три тектонічні окопи зустрічаються в регіоні Афар. © НАСА

Евгені Буров з Паризького університету VI та Тарас Герія з ETH Zurich тепер наблизилися до вирішення цієї геологічної загадки за допомогою комп'ютерної моделі. Два дослідники провели чисельні експерименти, щоб зобразити земну поверхню над потоком тривимірно та з високою роздільною здатністю. Під час симуляцій дослідникам було показано, що сливи потрапили у розслаблену тарілку. Перерви не було, натомість лише круговий пагорб. Однак, коли геофізики змоделювали той самий процес із плитою під низьким натягом, він розпався і сформував систему тріщин та канав, як це має місце в природі. дисплей

"Як проколота пластикова фольга"

Відповідно до цього потоки магми, що піднімаються із надр Землі, мають силу розбивати континенти. Необхідною умовою для цього є те, що уражена земляна плита вже знаходиться під слабким напругою. "Процес схожий на розтягнуту пластикову обгортку. Досить невеликої пунктиформної сили, і фольга проникає. З іншого боку, якщо фільм розслаблений, в нього важко потрапити, пояснює Геря. Раніше цей механізм був запропонований як можлива модель пояснення розбиття континентів, але поки що це неможливо було пояснити правдоподібно.

Моделювання також показують, що таке розбиття плити згідно геологічних стандартів може бути надзвичайно швидким: для траншейних систем потрібно лише два мільйони років, щоб сформувати глибину кілометрів і довжину більше тисячі кілометрів. Процеси, таким чином, вдесятеро швидші, ніж тектонічні процеси, такі як субдукція, і в 50 разів швидші, ніж, наприклад, альпійська складчастість.

Модель пластика мантії на Гаваях: підйом особливо гарячої магми породив вулканічні острови. публічне надбання

Сливи досі суперечливі

Однак існування мантійних шлейфів є суперечливим. "Я думаю, що навряд чи їх існує", - каже Геря. Як це часто в геології, але особливо при вивченні внутрішнього життя землі, ні таких процесів, ні існування шлейфу не можна безпосередньо спостерігати. Також тривалий період часу, в який відбуваються геологічні процеси, ухиляється від повсякденного досвіду людини. "Єдине, що ми можемо спостерігати - це вплив, який мають плюси на земній поверхні, і прогрес сейсмічних хвиль у надрах Землі", - каже геолог.

Тому покладайтеся на хороші реалістичні моделі, які проходять через процеси у швидкому русі. Наприклад, фізичні закони, матеріальні властивості земної кори, а також температурні та тискні умови були включені в модель взаємодії плюмово-континентальної пластини. «Правила гри нам зрозумілі. Однак, як правило, у людей недостатньо інтуїції, щоб побачити, як вони взаємодіють ", - констатує Геря. (Природа, 2014; doi: 10.1038 / nature13703)

(Швейцарський федеральний технологічний інститут Цюріх (ETH Zurich), 05.09.2014 - НКО)